發(fā)布時間：2021-05-09 03:03

　　隨著科學技術的發(fā)展,薄殼結構被廣泛應用于購物商場、海洋平臺等方面。它的材料是強度高、韌性好的鋼材,然而鋼材在加工等過程中會產生裂紋等缺陷。在外荷載的作用下,在裂尖處產生應力集中,并出現(xiàn)塑性區(qū);隨著塑性區(qū)的擴展,結構將出現(xiàn)大范圍或者全面屈服;從而降低了其極限強度。為了科學的評估裂紋出現(xiàn)后,結構的安全使用性能,有必要系統(tǒng)的的研究裂紋特征對結構的剩余極限強度的影響規(guī)律。本文基于含裂紋的薄板、加勁板等相關研究剩余極限強度的文獻,以及考慮到大規(guī)模做裂紋特征對含裂紋薄壁殼結構的剩余極限強度試驗的經濟、時間成本,所以采用數值模擬的方法,分析裂紋特征、初始幾何缺陷對裂紋結構的剩余極限強度的影響規(guī)律。結合本文的研究重心,主要完成了以下幾個方面的工作:1、闡述了在薄殼結構的有限元模型上,預制裂紋時所采用的建立裂紋特征的方法;以及為了準確分析裂紋特征對含裂紋結構剩余極限強度的影響,在控制斜向裂紋長度和周向裂紋長度相等時發(fā)現(xiàn)的相關規(guī)律;并列出了相關裂紋特征的具體數據。2、對在軸向拉伸荷載作用下,通過考慮材料的非線性、結構的幾何非線性,模擬計算了含中心穿透裂紋圓柱殼結構的剩余極限強度;分析了含裂紋結構的剩余極限... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

【文章頁數】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 含裂紋結構剩余極限強度研究的意義
    1.3 含裂紋結構剩余極限強度的研究方法
        1.3.1 實驗法
        1.3.2 基于斷裂力學的理論方法
        1.3.3 有限元法
        1.3.4 基于凈截面屈服理論的簡化方法
    1.4 含裂紋結構剩余極限強度的研究發(fā)展過程
        1.4.1 實驗法研究進展
        1.4.2 理論方法的研究進展
        1.4.3 有限元法研究進展
    1.5 本文的研究內容
2 軸向拉伸載荷下含裂紋薄壁殼結構的剩余極限強度分析
    2.1 引言
    2.2 力學模型
    2.3 含裂紋結構的破壞模式
    2.4 結構非線性有限元分析理論
        2.4.1 非線性問題的分類
        2.4.2 材料非線性分析
        2.4.3 大應變幾何非線性分析
        2.4.4 限制位移矢量的長度法——Riks法
    2.5 有限元計算模型
        2.5.1 材料屬性
        2.5.2 裂紋特征
        2.5.3 單元類型和網格精度
        2.5.4 邊界條件和載荷
        2.5.5 模擬后處理分析
    2.6 軸向拉伸時含裂紋結構的剩余極限強度數值分析
        2.6.1 裂紋長度的影響
        2.6.2 裂紋傾角的影響
    2.7 本章小結
3 軸向壓縮載荷下含裂紋薄壁殼結構的剩余極限強度分析
    3.1 引言
    3.2 結構屈曲的分類
    3.3 屈曲問題的研究方法
        3.3.1 平衡法
        3.3.2 能量法
        3.3.3 近似分析法
        3.3.4 幾種方法小結
    3.4 結構屈曲有限元分析法
        3.4.1 特征值屈曲分析
        3.4.2 非線性屈曲分析
    3.5 結構中的初始幾何缺陷
        3.5.1 初始幾何缺陷的表示
        3.5.2 模型中初始幾何缺陷的模擬
    3.6 軸向壓縮荷載時有限元模型參數
    3.7 軸向壓縮時含裂紋結構的剩余極限強度數值分析
        3.7.1 裂紋長度的影響
        3.7.2 裂紋傾角的影響
        3.7.3 初始幾何缺陷的影響
    3.8 本章小結
4 總結與展望
    4.1 本文總結
    4.2 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]含裂紋加筋板在壓縮載荷下的剩余極限強度試驗研究[J]. 張婧,石曉彥,施興華,江小龍.  船舶力學. 2018(02)
[2]雙向受壓裂紋板剩余極限強度分析[J]. 陸亞兵,王德禹.  中國艦船研究. 2017(05)
[3]不同載荷下TA2鈦合金柱殼爆炸碎裂的實驗研究[J]. 潘順吉,俞鑫爐,董新龍.  高壓物理學報. 2017(04)
[4]具有初始缺陷的裂紋加筋板剩余極限強度分析[J]. 張婧,江小龍,石曉彥,錢鵬.  哈爾濱工程大學學報. 2016(07)
[5]含裂紋損傷箱型梁剩余扭轉極限強度研究[J]. 陳俊丹,王德禹.  艦船科學技術. 2016(07)
[6]屈強比對裂紋板極限強度的影響[J]. 袁園,黃小平.  船舶力學. 2015(Z1)
[7]彎載下中長圓柱殼表面裂紋的線彈簧模型解[J]. 陳楊科,何書韜,鄭紹文.  應用力學學報. 2014(06)
[8]船舶總縱極限強度后剩余承載能力有限元仿真方法研究[J]. 丁超,趙耀.  中國造船. 2014(01)
[9]帶裂紋板單向拉伸極限承載力有限元研究[J]. 侯日立,趙陽,趙東,傅向榮,張浩,應秀梅,劉浩宇,張鵬.  固體力學學報. 2010(S1)
[10]薄壁壓力容器在內壓作用下的彈塑性屈曲行為研究[J]. 張彤,湯國偉,殷雅俊.  壓力容器. 2010(03)

博士論文
[1]焊接圓柱殼軸壓彈性及塑性屈曲實驗研究和數值分析[D]. 余雛麟.浙江大學 2012
[2]海洋平臺裂紋損傷柱殼的斷裂特性及其承載能力研究[D]. 何書韜.華中科技大學 2011
[3]具有裂紋損傷的船舶結構剩余極限強度分析[D]. 王芳.上海交通大學 2007

碩士論文
[1]含裂紋損傷的船體加筋板剩余極限強度研究[D]. 陳彥廷.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]拉彎荷載下含斜裂紋的薄壁柱殼斷裂力學行為研究[D]. 劉侃.西安建筑科技大學 2017
[3]縱向加筋薄壁圓柱殼軸壓屈曲穩(wěn)定性研究[D]. 萬福騰.浙江大學 2017
[4]薄壁加筋結構后屈曲分析方法研究[D]. 李慶亞.東南大學 2015
[5]延性金屬彈塑性損傷模型研究與應用[D]. 李紅孝.西安建筑科技大學 2014
[6]含損傷裂紋的船舶結構剩余極限強度分析[D]. 張琴.華中科技大學 2012
[7]含裂紋損傷船舶結構的剩余極限強度分析[D]. 李景陽.上海交通大學 2009
[8]船體梁極限強度的非線性有限元分析[D]. 白寶強.哈爾濱工程大學 2009
[9]裂紋加筋板剩余極限強度研究[D]. 李金山.上海交通大學 2008
[10]含裂紋結構的極限載荷分析方法研究[D]. 于紅艷.西北工業(yè)大學 2002



本文編號：3176491